有机铜盐对RDX-CMDB推进剂的燃烧性能和高压热分解的影响

研究了三种有机铜盐燃烧催化剂β-雷索辛酸铜(β-Cu)、3-硝基-1,2,4三唑-5-酮铜盐(NTO-Cu)和2,4-二硝基咪唑铜(NI-Cu)对RDX-CMDB推进剂不同压强下的燃烧性能和热分解的影响。结果表明,三种有机铜盐燃烧催化剂对RDX-CMDB推进剂的燃烧性能和差示扫描量热法(DSC)特征量有一定影响;β-Cu、NTO-Cu和NI-Cu三种有机铜盐可使RDX-CMDB推进剂热分解的第一个分解峰温Tp1提前1～4℃,并将第二个分解峰温Tp2提前5～11℃;RDX-CMDB推进剂的燃速和DSC特征量随压强的升高而增大,在1～10MPa压强下该类推进剂的燃速与DSC特征量呈线性相关。     

Analysis for Decomposition Characteristics and Piecewise Thermokinetics of Nitramine Modified Double‐base Propellant with High Solid Content

The thermal stability and decomposition characteristic of nitramine modified double‐base propellant (RDX‐CMDB propellant) with high solid content and its components were investigated under dynamic and isothermal conditions by differential scanning calorimetry (DSC). It was found that the mixture of nitrocellulose (NC) and nitroglycerin (NG) had a promote effect on the decomposition of RDX. The activation energy (E ) and the pre‐exponential factor (A ) of two obviously exothermic processes were obtained by Friedman iso‐conversional method. The screening method suggested by ICTAC was used to determine the most probable mechanism functions and kinetic parameters of the two processes which are corresponding to the deceleration model and the autocatalytic model. The theoretical value was consistent with the experiment result.     

RDX-CMDB推进剂的催化热分解Ⅱ. 分解气体产物和催化作用机理

用热重-差示扫描量热-傅立叶转换红外-质谱(TG-DSC-FTIR-MS)联用技术研究了RDX-CMDB推进剂在所选用燃速催化剂(没食子高铅、对氨基苯甲酸铜和炭黑)作用下的热分解。对添加催化剂(纳米和普通)和不添加催化剂的RDX-CMDB推进剂热分解主要气体产物变化进行了分析,讨论了燃速催化剂对热分解特征量的影响,初步探索了催化剂的作用机理。结果表明,所研究的燃速催化剂能改变推进剂中RDX的初期热分解机理,使放热的C—N键断裂在与吸热的N—NO2键断裂的竞争反应中占优,放热量增大;也使双基组分放出有负生成热的CH2O的相对量增加;纳米铝盐-铜盐-炭黑三元复配催化效果最好。     

4-羟基-3,5-二硝基吡啶铅盐在固体推进剂燃烧中的催化作用

在298.15 K下用精密转动弹热量计测得4-羟基-3,5-二硝基吡啶铅盐(4HDNPPb)的燃烧能ΔcU为(-7385.82±3.14)J.g-1;据此计算的标准摩尔燃烧焓ΔcΗmθ为(-4499.63±1.92)kJ.mol-1,标准摩尔生成焓ΔfΗmθ为(-796.65±2.32)kJ.mol-1。研究了4HDNPPb和含能铜盐(或惰性铜盐)的混合物在RDX-CMDB推进剂燃烧中的催化作用,结果表明,复合催化剂体系:2.5%4-羟基-3,5-二硝基吡啶铅盐(4HDNPPb)与0.5%2-羟基-3,5-二硝基吡啶铜盐(2HDNPCu)的混合物,或2.5%4HDNPPb与0.5%邻苯二甲酸铜(-Cu)的混合物,使RDX-CMDB推进剂的燃烧在所测压力范围内(2~20 MPa)有较高的催化效率,压力指数小于0.3。     

含催化剂的RDX-CMDB推进剂熄火表面形貌特征和燃烧火焰结构分析

对分别含有Ｐｂ盐,Ｐｂ／Ｃ双元催化剂及Ｐｂ／Ｃｕ／Ｃ三元催化剂的三种ＲＤＸ－ＣＭＤＢ推进剂熄火表面形貌特征和燃烧火焰结构进行了研究。结果发现,不同的催化剂可导致推进剂熄火表面的特征物类型和几何尺寸不同,燃烧表面上明亮物质的几何形状,亮度不同,压力增大,推进剂燃烧火焰变得更加明亮     

铜盐对RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响

研究了6种铜盐(DBC、CNI、NT-Cu、B-Cu、S-Cu、A-Cu)以及铜盐/炭黑复配体系对RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响,用扫描电镜和元素分析测试了推进剂的熄火表面.结果表明,铜盐可降低RDX-CMDB推进剂在16～22 MPa的压强指数;在10～22 MPa,铜盐和铜/炭黑混合物对RDX-CMDB推进剂燃烧特性的影响不显著.铜盐催化剂以及铜盐和炭黑复配催化剂对推进剂的燃烧反应有一定的促进作用.     

RDX-CMDB推进剂的催化热分解及其与燃速的相关性

用PDSC和TG-DTG研究了RDX-CMDB改性双基推进剂在一种含能复合燃速催化剂作用下的热分解。与对燃速的影响相似,复合燃速催化剂中不同成分的组合对PDSC各特征量有不同的影响。在RDX-CMDB改性推进剂的PDSC试验中获得的放热速率特征量和压强的平方根与燃速能用一线性方程关联。获得的"燃速与PDSC特征量相关因子"能用以研究燃速催化剂的作用。     

含能羟基吡啶铅铜盐用作RDX-CMDB推进剂的燃烧催化剂

研究了6种含能羟基吡啶铅、铜盐对RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响。研究发现：含硝基的羟基吡啶铅盐具有较好的催化燃烧作用和降低压强指数的能力，尤其是2-羟基-3，5-二硝基吡啶铅盐，其催化效率最高，含能羟基吡啶铜盐的催化作用不明显。2-羟基-3，5-二硝基吡啶铅盐和4-羟基-3，5-二硝基吡啶铅盐催化效果产生差异的原因是两者热分解历程不同，最后生成的碳量不同。     

没食子酸锆铜的制备及其在双基系推进剂中的燃烧催化作用

以没食子酸、硝酸氧锆和硝酸铜为原料,首次合成出了没食子酸锆(Gal-Zr)和双金属有机盐---没食子酸锆铜(Gal-ZrCu),采用有机元素分析、X 射线荧光光谱(XRF)、傅里叶变换红外 (FTIR)光谱和TG-DTG 对其进行了表征。利用螺压工艺制备了含Gal-Zr 和Gal-ZrCu 的推进剂样品,研究了Gal-Zr 和Gal-ZrCu 对双基系推进剂燃烧性能的影响,分析了其燃烧催化作用。结果表明,Gal-Zr 和Gal-ZrCu 对双基推进剂的燃烧具有良好的催化作用,是一种高效、新型绿色燃烧催化剂。但是,Gal-Zr 或Gal-ZrCu 对RDX-CMDB 推进剂的燃烧没有产生明显的催化作用。